‘ऐकणारे’ कपडे

‘भिंतीला कान असतात!’ ही म्हण सुप्रसिद्ध आहे. आता ‘कपड्यांनाही कान असतात!’ अशी नवी म्हण प्रचलित झाल्यास आश्चर्य वाटायला नको. कारण लवकरच ‘ऐकणारे’ कपडे वापरात येणार आहेत. असे कपडे शिवण्यासाठी, अमेरिकेतल्या मॅसेच्युसेट्स इंस्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी या संस्थेतील वाई यान आणि त्यांच्या इतर सहकाऱ्यांनी एका वैशिष्ट्यपूर्ण कापडाची निर्मिती केली आहे. काही पदार्थ हे त्यावर दाब पडताच विद्युतप्रवाहाची निर्मिती करतात. हे ऐकणारं कापड निर्माण करण्यासाठी वाई यान आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी, दाबाद्वारे निर्माण होणाऱ्या अशा विद्युतप्रवाहाचा वापर केला आहे. वाई यान आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांचं हे संशोधन ‘नेचर’ या शोधपत्रिकेत नुकतंच प्रसिद्ध झालं आहे.

आवाज ऐकू शकणाऱ्या या कापडाची कल्पना, कानानं आवाज ऐकण्याच्या क्रियेवर आधारलेली आहे. जेव्हा एखादा ध्वनी उत्पन्न होतो, तेव्हा तो हवेतील कंपनांद्वारे दुसऱ्या ठिकाणापर्यंत पोचवला जातो. हवेतली ही कंपनं म्हणजे हवेच्या दाबात अत्यल्प काळासाठी होणारे बदल असतात. ही कंपनं आपल्या कानाच्या पडद्यावर आदळतात व कानाच्या पडद्यावरील दाबात बदल होतो. या बदलांचं कानातल्या कर्णशंकू या अवयवाद्वारे विद्युत संदेशांत रूपांतर केलं जातं. त्यानंतर हे विद्युत संदेश मज्जापेशींद्वारे मेंदूपर्यंत पोचवले जातात आणि मेंदूला कानावर पडलेल्या आवाजाचं ज्ञान होतं. वाई यान यांनी तयार केलेलं कापड अशाच प्रकारच्या क्रियांवर आधारलेलं आहे.

हे कापड तयार करण्यासाठी सुती धागा आणि पॅरा-अमाइ़ड नावाच्या बहुवारिकाचा कृत्रिम धागा, या दोहोंचा वापर केला आहे. हे दोन धागे एकमेकांशी काटकोन करतील, अशा स्वरूपात हे कापड विणलं आहे. या विशिष्ट धाग्यांमुळे आणि त्यांच्या विशिष्ट रचनेमुळे या कापडाला, कानाच्या पडद्याच्या गुणधर्मांसारखे गुणधर्म प्राप्त होतात. ध्वनिलहरींमुळे होणारे हवेच्या दाबातले, कंपनांच्या स्वरूपातले बदल हे कापड टिपू शकतं. याच कापडात, दाब दिल्यावर विद्युतप्रवाह निर्माण करणारा धागा वापरला आहे. हा धागा म्हणजे प्रत्यक्षात चार थरांनी मिळून तयार झाला आहे. यातला एक थर हा कार्बनयुक्त पॉलिएथिलिनपासून बनलेला आहे. या थरामुळे या धाग्याला, कापड विणण्याच्या दृष्टीनं आवश्यक असणारे गुणधर्म प्राप्त होतात. या धाग्यातला दुसरा थर हा, पॉलिव्हायनिलिडिन फ्लुओराइडपासून तयार केलेलं एक मिश्र-बहुवारिक आणि बेरिअम टायटॅनेटचे अतिसूक्ष्म कण, यांच्या मिश्रणाचा आहे. या थरावर दाब निर्माण झाला की विद्युतप्रवाह निर्माण होतो.

या धाग्यातला तिसरा थर हा विद्युतवाहक असून तो तांब्यापासून तयार केला आहे. चौथा थर हा स्टायरीन या रसायनापासून बनवलेल्या एका बहुवारिकाचा असून, तो या तीनही थरांभोवतीचं आवरण म्हणून वापरला आहे. रबरासारखा लवचीक असणारा हा बाहेरचा थर, हवेतील दाबाच्या बदलाला प्रतिसाद देताना स्वतः त्याच प्रमाणात कमी-जास्त दाबला जातो. एकूण चार थरांचा हा धागा फारसा जाडही नाही. हा धागा आपल्या केसाच्या तुलनेत फारतर दहापट जाड भरेल – म्हणजे एखाद्या मिलिमीटरचा सुमारे एक पंचमांश भाग! अवघ्या दहा सेंटिमीटर लांबीचा असा धागा एका सदऱ्याला पुरेसा ठरतो.

जेव्हा ध्वनिलहरींमुळे हवेत कंपनं निर्माण होतात, तेव्हा प्रथम पॅरा-अमाइड व सुती धाग्यांपासून बनलेलं हे कापडं, ही कंपनं टिपून घेतं. त्यानंतर ही कंपनं याच धाग्यांद्वारे, चार थरांच्या धाग्यापर्यंत पोचतात. ही कंपनं नंतर, या धाग्यातल्या बाहेरच्या म्हणजे रबरासारख्या थराद्वारे, दाबाद्वारे विद्युतप्रवाह निर्माण करणाऱ्या थरापर्यंत पोचतात व त्यातून विद्युतप्रवाहाची निर्मिती होते. हा विद्युतप्रवाह तांब्याच्या थराद्वारे छोट्या ध्वनिक्षेपकासारख्या साधनाकडे पाठवला जातो व त्याचं रूपांतर पुनः आवाजात होतं. मुख्य म्हणजे, हा कपडा तीव्र आवाजाबरोबरच अगदी क्षीण आवाजही टिपू शकतो. त्यामुळे, या कापडापासून तयार केलेला कपडा हा एका मोठ्या मायक्रोफोनसारखा वापरता येतो. नुसतंच संभाषण नाही, तर पानांची सळसळ, पक्ष्यांचा किलबिलाटही या कपड्यांद्वारे स्पष्टपणे ऐकता येतो. हे कापड धुता येतं, तसंच ते धुण्यासाठी धुलाईयंत्रही वापरता येतं. त्यामुळे या कापडापासून तयार केलेले कपडे धुऊन पुनः पुनः वापरता येतील.

या कापडाच्या अत्यंत क्षीण आवाज टिपण्याच्या क्षमतेमुळे, या कापडाचा वैद्यकीय निदानांसाठी उपयोग होण्याची खात्री या संशोधकांना वाटते आहे. कारण, शरीरातील अनेक आवाज ऐकण्याची या कापडात क्षमता आहे – अगदी श्वासोच्छ्‌वासापासून ते रक्तवाहिन्यांतून रक्त वाहताना होणाऱ्या आवाजापर्यंत. हृदयरोगतज्ज्ञांना या कापडापासून शिवलेल्या कपड्यांद्वारे रुग्णाच्या हृदयाचे ठोके ऐकता येतीलच, परंतु प्रसुतितज्ज्ञांना आईच्या पोटातल्या बाळाच्या हृदयाचे ठोकेही ऐकता येतील. या कपड्यांद्वारे श्वासोच्छ्‌वासही टिपता येणार असल्यानं, श्वसनासंबंधीचे विकार ओळखण्यासही या कापडापासून तयार केलेल्या कपड्यांची मदत होऊ शकेल. आणखी एक महत्त्वाची गोष्ट… हे कापड त्याच्यापर्यंत पोचलेला आवाज हा नक्की कोणत्या दिशेनं आला, तेही ओळखू शकतं. वाई यान आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी घेतलेल्या चाचण्यांत, आवाजाच्या दिशेत पडणारा अवघ्या एक अंशाचा फरकही हे कापड ओळखू शकलं होतं. आवाज कोणत्या दिशेनं आला हे कळणार असल्यानं, ज्यांना नीट ऐकू येत नाही अशांसाठी, या कापडापासून शिवलेला सदरा हा श्रवणयंत्र म्हणून उपयुक्त ठरणार आहे.

कापडं ही आवाज शोषून त्याची तीव्रता कमी करण्यासाठी अनेक वेळा वापरली जातात. परंतु या संशोधकांनी कापडाचा वापर हा आवाज नष्ट करण्यासाठी नव्हे, तर आवाज टिपण्यासाठी केला आहे. या कापडाचा प्रत्यक्ष वापर सुरू होण्यासाठी अर्थातच अजून काही काळ जावा लागेल. कारण त्यात काही सुधारणांची गरज आहे. या सुधारणा यशस्वीरीत्या अमलात आल्या की ‘कान’ असणारं हे कापड, आज उपलब्ध असलेल्या विविध प्रकारच्या ‘स्मार्ट’ कापडांच्या यादीतली एक नवी भर ठरणार, हे उघडच आहे!

— डॉ. राजीव चिटणीस.

छायाचित्र सौजन्य: